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1、Matlab与神经网络工具箱,2.1 Matlab简介,Matlab的首创者Cleve Moler博士在数值分析，特别是在是指线性代数的领域中很有影响。Matlab（Matrix Laboratory，即矩阵实验室）Matlab于1984年推出了正式版本。后来Moler组建了一个名为MathWorks的软件开发公司（http:/）专门扩展并改进Matlab。1998年推出5.3版。2000年11月6日推出最新版本Matlab 6.0。,Matlab 6.0有30个工具箱包，包括控制系统工具箱（Control System Toolbox）信号处理工具箱（Signal Processing to
2、olbox）系统辨识工具箱（System Identification toolbox）鲁棒控制工具箱（Robust Control toolbox）分析于综合工具箱（-analysis and synthesis toolbox）定量反馈理论工具箱（QFT toolbox）神经网络工具箱（Neural Network toolbox）最优化工具箱（Optimisation toolbox）数据库工具箱（Database toolbox）网络工具箱（Matlab WebServer）等。,严格的说，Matlab并不是一种计算机语言，因为用它编写出来的程序并不能脱离Matlab环境而执行，但从功
3、能上说，Matlab已经完全具备了计算机语言的结构和性能，因此我们也习惯的称之为Matlab语言。Matlab 5.3以上版本提供了C/C+的接口，通过另外一个工具MatCom，能用Visual C调用Matlab编写的程序，从而大大减少C程序的编写难度。此工具我已经用过，效果不错。,2.2 Matlab的基本操作,2.2.1 Matlab的安装 关键是选择合适的工具箱和相应的帮助文件。帮助文件（helpdesk）两种：（1）pdf格式（2）html格式2.2.3演示（demo）2.2.4退出：exit 或quit命令,2.3 Matlab的基本语句结构,2.3.1 基本的赋值语句变量名列表=
4、表达式 如：A1，2，3；4，5，6；7，8，0等号右边的表达式可以用分号结束，也可以用逗号或换行号结束。Matlab区分大小写，Abc，ABC，abc表示不同的矩阵名。在矩阵A中，同一行中的内容用逗号分隔，而采用分号来表示换行。一般情况下，用于同行中分隔的逗号是可以由空格来代替的。,2.3.2 Matlab的保留字符串判断0元素用的误差限eps，其默认值为eps=2.220410-16 pi表示圆周率 Inf表示无穷大。Matlab允许的最大数据为1.79769310308；一个数据大于此数则认为是Inf。1/0产生Inf。即使在Matlab中保留了若干字符串，它们还可以重新进行赋值。如果用
5、户想将判0的误差限扩大10倍，则可以采用eps=10eps命令来进行修正。,2.4 矩阵的基本运算,矩阵A有n行m列，称A矩阵为nm矩阵。2.4.1 矩阵加减法运算：C=A+B 和C=AB。2.4.2 矩阵的转置：AT 在Matlab下，矩阵A的转置（包括复矩阵的转置）均可以简单地由A求出。2.4.3 矩阵乘法 C=AB在这里并不需要指定A、B的维数。,2.4.4 矩阵的点乘 两个矩阵对应元素之间的乘积。C=A.B 2.4.5 矩阵的除法Matlab定义了矩阵的除法运算，其意义相当于矩阵的求逆运算。如：Ax=B,x=inv（A）B，也可简单地写成x=A/B。,2.4.6 单个矩阵元素的赋值与运
6、算Matlab允许用户对一个矩阵地单个元素进行赋值和操作。Matlab还允许对子矩阵进行定义和处理。A（：，j）表示A矩阵的第j列元素；A（i，：）表示A矩阵的第i行全部元素。A（：，1）=1，4，7A（2，：）=4，5，6,2.5 Matlab的控制语句,2.5.1 Matlab的循环语句结构for语句和while语句for语句的基本格式 for 循环变量i=表达式S1：表达式S3：表达式S2 循环语句组 end在C语言中，循环体的内容是以大括号括起来的，而在Matlab语言中，循环体的内容是以循环语句和end语句括起来的，所以在使用Matlab时应注意这一点。,for循环体的程序框图,wh
7、ile语句的结构 while（条件式）循环语句组end,while语句的框图,2.5.2 Matlab的条件转移语句结构基本格式：if（条件式）条件块语句组end,结构框图,绝对转移 由于Matlab没有提供绝对转移的指令，所以这样的功能可通过if和while的组合来完成。见例3。复杂的条件结构 if（条件式）条件块语句组1else条件语句组2end,if（条件式1）条件块语句组1elseif（条件式2）条件块语句组2end,2.6 Matlab的编程基础,2.6.1 Matlab允许的文件类型 Matlab编写的程序分为M函数和M文件，其后缀名均为.m。Matlab允许用户调用可执行文件.e
8、xe。其调用方式是在下键入“！”，再接可执行文件的文件名。Matlab通过Mex功能可以实现对C或Fortran语言编写的程序的调用。,2.6.2 Matlab变量的管理Size（A）得到A的维数，包括行数和列数，此时A是矩阵；Length（A）得到A的长度，此时A是向量；Who 查看当前工作空间有哪些变量名；Whos 了解这些变量的具体细节，包括名称（name），大小（size），元素数（element），字节数（bytes）等Clear 删除变量；Save 文件名 变量列表 其它选项：将工作空间的变量保存到文件中。assii：ASCII码格式Load 文件名：将save命令存储起来的数据再
9、从文件调入工作空间。,2.7 Matlab的绘图功能,2.7.1 建立和控制图形窗口figure建立新的图形窗口clf清除当前图形close关闭图形,2.7.2 基本X-Y图形plot线性图形title图形标题xlabelX轴标记ylableY轴标记text文本注释grid网格线hold保持当前图形subplot在一个图形窗口画多个坐标图。例：subplot（2，3，2）；plot（X）表示在2行3列的大图形中的第2号图中画X的形状。,2.8神经网络工具箱常用函数列表,重要的感知器神经网络函数初始化：initp训练：trainp仿真：simup学习规则：learnp,线性神经网络函数 初始化：
10、initlin设计：solvelin仿真：simulin离线训练：trainwh在线自适应训练：adaptwh学习规则：learnwh,2.8.3 BP网络函数Initff：初始化不超过3层的前向网络；Simuff：仿真不超过3层的前向网络；Trainbp，trainbpx，trainlm：训练BP（Trainbp：最慢；trainbpx：次之；trainlm：速度最快，但需要更多的存储空间。）Learnbp：学习规则,自组织网络初始化：initsm仿真：simuc训练：trainc：利用竞争规则训练trainsm：利用Kohonen规则训练反馈网络（Hopfield网络）仿真：simuhop设计：solvehop,2.9 Matlab编程举例,作业：2002年5月8日分块矩阵求逆法：A=A11 A12 A21 A22上面的矩阵是一个分块矩阵，这时B=A1=B11 B12 B21 B22其中，B22=（A22A21A111A12）-1，B12=A111A12B22 B21=B22A21A111，B11=A111B12A21A111。,根据上述算法，计算：A=2142 1 4 30 13 0 1 2342 3 4 428 6 3 12 60 2 9 0 3 468 6 9 12 的逆矩阵。（分块维数n1取3）【允许用inv（）求A111】,
